Presión Hidrostática en líquidos
Objetivos:
1. Comprobar que la presión hidrostática es proporcional a la profundidad.
2. Obtener la ecuación que relaciona la presión hidrostática con la densidad del líquido, la aceleración de gravedad y la profundidad.
Instrucciones:
1. Ingrese a la página que se indica a continuación1, cuya figura se adjunta.
2. Observe que la presión hidrostática del líquido se mide con un manómetro de tubo en U. El simulador permite seleccionar el líquido y muestra su densidad. Una vez seleccionado el líquido, se introduce totalmente la cámara sumergible (de color rojo) en el líquido, usando el botón izquierdo del mouse. Una vez hecho esto, el simulador muestra los valores correspondientes de la profundidad h y de la presión hidrostática p. La presión se mide en hPa (1 hPa = 1 Hectopascal = 100 Pa = 100 N/m2). Note que en la parte superior de la cámara sumergible hay una membrana que se deforma en mayor o menor intensidad, dependiendo de la presión, la cual depende a su vez de la profundidad (este efecto se nota para el mercurio, para los demás líquidos es imperceptible). Como consecuencia de esto, la presión del aire ubicado en el tubo (color rosado) aumenta, empujando al líquido (color azul). Por lo tanto, el nivel del líquido baja a la izquierda del tubo y sube a la derecha. Este desplazamiento de nivel mide la presión hidrostática (ver la siguiente figura). Familiarícese con el funcionamiento de este simulador.
3. Una vez familiarizado con el simulador, seleccione el líquido y anote su densidad ρ. Introduzca totalmente la cámara en el líquido a una profundidad de 1.0 cm y anote ese valor de h y el de la presión hidrostática p correspondiente.
4. Repita el paso anterior para al menos 9 valores más de h razonablemente espaciados, incluyendo la máxima profundidad (5.0 cm). Confeccione una tabla de datos de h y p. Incluya en esa tabla el par de valores (0,0). Efectúe una gráfica de p en función de h y obtenga la ecuación de la curva resultante (esta debe ser una recta, de acuerdo a los objetivos planteados). Interprete los parámetros de dicha ecuación. ¿Qué relación hay entre la pendiente de la recta y el producto ρ.g? En este experimento simulado, g=9.81m/s2.
5. En base a la respuesta a la pregunta anterior, reescriba la ecuación y determine la relación entre la presión p y la profundidad h, en donde aparezcan también ρ y g. Obtenga sus conclusiones.
6. Elabore su informe de acuerdo al formato convenido.
Referencias:
1. Walter Fendt.
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